流體輸送管的接頭部的滾軋加工方法以及流體輸送管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供每當利用滾軋法在接頭部的外周面形成卡定突條，在利用殼體將具有卡定突條的管的管端彼此固定并連接時，形成得到脫管阻止性能優(yōu)異的接頭部構(gòu)造的卡定突條的方法。使用位于被加工管體的內(nèi)側(cè)的凸輥、和位于上述管體的外側(cè)的成形用環(huán)狀槽進行滾軋加工，將卡定突條的縱壁部形成為相對于管軸方向的外周面以65°以上90°以下的角度立起，并且卡定突條的從外周面至頂部的突端為止的高度形成為與管體抵接的加工單元的面的曲率半徑的合計值以上。
【專利說明】
流體輸送管的接頭部的滾$L加工方法從及流體輸送管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設及安設于建筑物等而用于消防活動的連結(jié)送水管、上下自來水衛(wèi)生配管 等流體輸送管的接頭部的滾社加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 安設于建筑物等而用于消防活動的連結(jié)送水管、上下自來水衛(wèi)生配管等的流體輸 送管中，利用殼體型的管接頭連接并敷設有規(guī)定長度的管體。
[0003] 作為運些殼體型的管接頭，提出了如下構(gòu)造:如圖9所示，在殼體型的管接頭20中， 作為利用殼體23防止管體22脫出的構(gòu)造，在管體22的端部的外周面形成環(huán)狀的卡定突條 21，利用內(nèi)側(cè)將該卡定突條21卡合于殼體23的內(nèi)周側(cè)開口緣24(專利文獻1)。
[0004] 并且，如圖10所示，在上述專利文獻1中，作為在管體的端部外周面形成上述的卡 定突條的方法，記載有如下方法:通過使位于被加工管體22的內(nèi)側(cè)的具有成形突條26的內(nèi) 側(cè)凸漉25、和位于被加工管體22的外側(cè)的具有成形用環(huán)狀槽28的外側(cè)凹漉27-邊沿被加工 管體22的圓周方向旋轉(zhuǎn)一邊向相互接近的方向加壓，由此在管體的端部的外周面滾社卡定 突條。
[0005] 并且，如圖11所示，提出了具有形成于管體的內(nèi)周面的環(huán)狀槽29的流體輸送管的 接頭構(gòu)造(專利文獻2)。專利文獻1中提出的、使用了通過滾社方法形成于上述的管體的外 周面的卡定突條的流體輸送管的接頭構(gòu)造相比專利文獻2中提出的上述的接頭構(gòu)造，不需 要擔屯、因管體的內(nèi)徑的減少引起的流路阻力的增大。并且，如圖12所示，專利文獻3中提出 了在管體的外周面利用焊接部31接合有作為與管體不同的部件的環(huán)狀的卡定部件30的裝 置。但是，在通過焊接將不同的部件接合于輸送管的情況下，若在焊接后的輸送管附著瓣射 等，則成為漏夜、密封部件損傷的原因，從而也需要焊接品質(zhì)的管理。運一點，專利文獻1中 提出的、使用了通過滾社方法形成于管體的外周面的卡定突條的流體輸送管的接頭構(gòu)造不 需要其它部件，僅對被加工管體的管端進行滾社加工就能夠形成卡定突條，從而卡定突條 的形成容易，并且在成本的方面也有利。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[000引專利文獻1:日本特開2007-78052號公報
[0009] 專利文獻2:日本專利第4774325號公報
[0010] 專利文獻3:日本實用新案登錄第3171690號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 然而，近來，展開了針對大地震的安全的生命線的構(gòu)建、和W減少環(huán)境負荷為目的 的"自來水展望"的方針，從而可靠性、環(huán)境、耐久性、生命周期成本優(yōu)異的自來水管的必要 性增加。而且，作為可靠性、耐久性優(yōu)異的自來水管，對抑制管從管接頭脫離的脫管阻止性 能優(yōu)異的接頭部構(gòu)造的要求變高。
[0012] 對于運樣的要求，利用專利文獻1中提出的方法加工成的卡定突條并不一定脫管 阻止性能優(yōu)異。
[0013] 在使用上述專利文獻1中記載那樣的滾社方法在外周面形成有卡定突條的情況 下，卡定突條的截面形狀形成為從與管體的外周面連接的基部立起、形成頂部而下降、并再 次與管體的外周面連接的形狀。
[0014] 如圖9所示，具有形成有運樣的截面形狀的卡定突條的接頭部的流體輸送管與殼 體組合地固定。殼體的與卡定突條接觸的面一般大致呈棱角。當利用殼體固定兩個接頭部 的卡定突條、并在管軸方向上施加了拉伸載荷時，殼體與卡定突條兩者抵接的關(guān)系大致是 線接觸狀態(tài)，附加于卡定突條的抵接面的單位面積的載荷(面壓)變高，從而誘發(fā)卡定突條 的變形。通過該變形，卡定突條能夠成為與殼體面接觸的狀態(tài)。然而，如圖13(a)所示，上述 的抵接的關(guān)系具有接觸角〇,從而施加的拉伸載荷F在管軸方向之外還在沿管壁的朝下方向 上產(chǎn)生作為F · sina的分力。運樣的朝下成分的分力產(chǎn)生殼體向管內(nèi)側(cè)壓入卡定突條的力。 在卡定突條具有與管體相同程度的變形的性質(zhì)的情況下，如圖13(b)所示，認為卡定突條其 本身容易和管體一起變形。并且，在朝下方向上產(chǎn)生的力的反作用力也成為使殼體向外徑 方向膨脹的力，從而脫管的可能性更加高。因此，認為接頭部處的拔出阻止力、即脫管阻止 性能降低。
[0015] 本發(fā)明是為了消除運樣的問題而提出的方案，設及利用滾社法在流體輸送管的接 頭部的外周面形成卡定突條的方法。其目的在于提供如下方法:在利用殼體將具有通過該 滾社法而形成的卡定突條的管的管端彼此固定并連接時，形成得到脫管阻止性能優(yōu)異的接 頭部構(gòu)造那樣的卡定突條。并且，其目的在于提供通過具有上述的接頭部構(gòu)造而脫管阻止 性能優(yōu)異的流體輸送管。
[0016] 用于解決課題的方案
[0017] 為了實現(xiàn)其目的，本發(fā)明是一種相對于被加工管體的外周面形成具有縱壁部的卡 定突條的流體輸送管的接頭部的滾社加工方法，其特征在于，上述卡定突條包括從上述外 周面延伸的彎曲狀的基部、從上述基部延伸的上述縱壁部、從上述縱壁部延伸的彎曲部、W 及從上述彎曲部延伸的頂部，利用位于上述管體的內(nèi)側(cè)W及外側(cè)的加工單元來形成上述卡 定突條，將上述縱壁部形成為相對于管軸方向的上述外周面上90° W下的角度立 起，上述卡定突條的從上述外周面至上述頂部的突端為止的高度形成為與上述管體抵接的 位于內(nèi)側(cè)W及外側(cè)的上述加工單元的面的曲率半徑的合計值W上。
[0018] 如圖1所示，優(yōu)選為:作為形成流體輸送管的接頭部1的加工單元，使用位于被加工 管體2的內(nèi)側(cè)的凸漉10、和位于上述管體2的外側(cè)的具有成形用環(huán)狀槽12的凹漉11，來相對 于上述管體的外周面3形成具有縱壁部6的卡定突條4。
[0019] 如圖2所示，位于管體2的內(nèi)側(cè)W及外側(cè)的加工單元10、11在與管體抵接的面具有 規(guī)定的曲率半徑Ri、Ru。通過W成為運些曲率半徑的合計值W上的凸出高度9的凸形狀的方 式相對于管體的外周面3實施滾社加工，能夠形成相對于管軸方向的外周面3W規(guī)定的角度 立起的縱壁部6。如圖6所示，實施了該滾社加工后的卡定突條4具有包括從管體2的外周面3 延伸的彎曲狀的基部5、從基部5延伸的縱壁部6、從縱壁部6延伸的彎曲部7、W及從彎曲部7 延伸的頂部8的形狀?？v壁部6具有相對于管軸方向的外周面3W規(guī)定的角度立起的形狀?？?定突條4主要通過縱壁部6與殼體抵接來發(fā)揮卡定效果。此處，如圖2所示，該凸出高度可W 說是被加工管體2的從外周面3至卡定突條4的頂部8的突端為止的高度。若該凸出高度比上 述曲率半徑小，則通過滾社加工而形成于卡定突條的凸形狀的大多由到達基部5和頂部8為 止的彎曲部7占據(jù)，而與縱壁部6的比例變少，從而無法發(fā)揮足夠的卡定效果。
[0020] 另一方面，若過大形成凸出高度，則卡定突條的板厚的減少的比例變大，板厚變 薄，從而不推薦。尤其在基部處，其趨勢顯著。因此，卡定突條的針對拉伸載荷的變形阻力降 低，變得容易變形。
[0021] 本發(fā)明的上述縱壁部立起的角度優(yōu)選為65° W上90° W下的范圍。該角度是指如下 角度:當如圖6(b)所示地剖視管的接頭部時，在將管體2的外周面3延長后的基準線19b與將 縱壁部6的外表面延長后的直線19c交叉的交點處的角度中，從向卡定突條的內(nèi)側(cè)延長的外 周面的上述基準線至縱壁部的上述直線為止的角度19a。圖6(a)是縱壁部6相對于外周面3 W90°的角度垂直地延伸的例子。圖6(b)是W不足90°的角度延伸的例子。
[0022] 若縱壁部形成為65° W上的角度，則在形成該縱壁部時賦予較大的加工程度，而能 進行足夠的加工固化，從而卡定突條被賦予比管體的主體高的硬度。當使用固定于殼體的 接頭部時，附加管軸方向的拉伸載荷，而卡定突條變形，成為與殼體面接觸的狀態(tài)，從而面 壓減少。并且，由于具有比管體高的硬度的卡定突條比管體難W變形，所W相對于殼體向管 內(nèi)側(cè)壓入卡定突條的朝下的力具有阻力性。并且，該角度越大，從殼體受到的朝下成分的分 力的比例越少。因此，針對拉伸載荷的管的拔出阻止性提高。與此相對，若該角度較小，則卡 定突條不具有較高的硬度，而相對于殼體作用于卡定突條的上述的朝下的力，卡定突條與 管體相同程度地變形，從而管的拔出阻止性降低。
[0023] 如上所述，上述角度優(yōu)選為65° W上，更加優(yōu)選為70° W上，或者80° W上。由于角度 越大、從殼體受到的朝下成分的分力越少，從而優(yōu)選。尤其，具有如角度90°那樣的垂直地立 起的縱壁部的卡定突條被賦予較大的加工程度而得到較高的硬度。并且，能夠確保與殼體 面接觸的狀態(tài)，從而優(yōu)選。
[0024] 本發(fā)明的通過滾社加工法而形成的卡定突條的硬度優(yōu)選為管體材料的硬度的約 1.2倍W上。更加優(yōu)選為1.5倍W上，2.0倍W上。
[0025] 本發(fā)明在使用上述凸漉與上述成形用環(huán)狀槽之間的間隙比被加工管體的板厚小 的加工單元的情況下，對上述管體進行加工，能夠形成縱壁部相對于外周面垂直地延伸的 卡定突條。具體而言，優(yōu)選如圖2所示，使凸漉10和具有成形用環(huán)狀槽12的凹漉11 一邊沿被 加工管體2的外周面3的圓周方向旋轉(zhuǎn)一邊向相互接近的方向加工，來形成卡定突條4。管體 2由凸漉10和成形用環(huán)狀槽12擠壓而W板厚減少的方式變形，從而形成具有相對于管軸方 向的外周面3垂直地立起的縱壁部6的卡定突條。卡定突條4被賦予較大的加工程度，而硬度 因加工固化增大。
[0026] 并且，如圖3所示，本發(fā)明在使用上述凸漉10與成形用環(huán)狀槽12之間的間隙為被加 工管體的板厚W上的加工單元來進行加工的情況下，在上述外周面形成凸部（突出部)4'， 能夠使用該凸部作為卡定突條4。在該凸部的縱壁部的角度較小的情況下，通過之后如圖4 所示地使成形用環(huán)狀槽12在被加工管體2的管軸方向上移動，來將上述凸部推壓于凸漉10， 而能夠形成增大了該角度的卡定突條。
[0027] 為了形成本發(fā)明的縱壁部，需要W上述凸部的凸出高度為Ri和Ru的合計值W上的 方式形成凸部，其中，扣被位于內(nèi)側(cè)的凸漉的前端賦予，Ru被位于外側(cè)的成形用環(huán)狀槽的前 端面與內(nèi)側(cè)縱壁面的交叉部賦予。
[0028] 并且，如圖5所示，作為外側(cè)的凹漉的代用，也可W將具有成形用環(huán)狀槽的環(huán)形件 13安裝于被加工管體2的外周面3,使內(nèi)側(cè)的凸漉10-邊沿上述管體的圓周方向旋轉(zhuǎn)一邊向 相互接近的方向進行滾社加工，由此形成卡定突條4。
[0029] 也就是說，卡定突條通過位于上述管體的外側(cè)的成形用環(huán)狀槽、和位于內(nèi)側(cè)的凸 漉的組合而形成。
[0030] 優(yōu)選為:在相對于上述管體形成卡定突條時，一邊在管軸方向上賦予按壓力一邊 進行滾社加工。
[0031] 如圖1、圖2所示，內(nèi)側(cè)凸漉10優(yōu)選使用在其前端面15與縱壁面16的交叉部賦予曲 率半徑Ri的彎曲的凸漉。
[0032] 上述成形用環(huán)狀槽12優(yōu)選使用在其前端面17與內(nèi)側(cè)縱壁面18的交叉部賦予曲率 半徑Ru的成形用環(huán)狀槽。
[0033] 發(fā)明的效果如下。
[0034] 本發(fā)明的滾社加工方法能夠賦予較大的加工程度，而能夠形成較高的硬度的卡定 突條。因此，即使對流體輸送管的接頭部附加較大的拉伸載荷，也抑制卡定突條的變形，從 而能夠提高管的拔出阻止性。
[0035] 并且，本發(fā)明的卡定突條在利用殼體將形成有該卡定突條的管端彼此固定并連接 的情況下，若在管軸方向上附加拉伸載荷則適當?shù)刈冃?，如圖7所示，成為形成于流體輸送 管的卡定突條的縱壁面與殼體的內(nèi)壁面面接觸的接頭部構(gòu)造。因此，卡定突條與殼體雙方 接觸的面積增大，相應地，單位面積內(nèi)施加的載荷減少。另外，即使在管軸方向上作用拉伸 的力，朝下成分的分力所產(chǎn)生的比例也減少。其結(jié)果，從殼體拔出的拔出阻止性提高。尤其， 具有角度為90°的垂直地立起的縱壁部的卡定突條進行面接觸的面積較大，并且不產(chǎn)生朝 下成分的分力，從而得到脫管阻止性能優(yōu)異的接頭部。
[0036] 并且，本發(fā)明的滾社加工方法能夠使成形用環(huán)狀槽在管軸方向上移動來調(diào)節(jié)縱壁 部的角度，從而能夠提高在與殼體之間具有良好的接觸狀態(tài)的卡定突條。
[0037] 并且，本發(fā)明的流體輸送管具有如下接頭部構(gòu)造:卡定突條的縱壁部相對于管體 的外周面上90° W下的角度立起，并且具有管體材料的硬度的1.2倍W上的硬度。因 此，相對于管軸方向的拉伸載荷成為面接觸狀態(tài)，難W變形，從而脫管阻止性優(yōu)異。
【附圖說明】
[0038] 圖1是關(guān)于本發(fā)明的滾社加工法，說明使用凸漉和成形用環(huán)狀槽來形成卡定突條 的方法的圖。
[0039] 圖2是關(guān)于本發(fā)明的滾社加工法，說明在使用了凸漉與成形用環(huán)狀槽之間的間隙 比被加工管體的板厚小的加工單元的情況下、凸漉與成形用環(huán)狀槽的關(guān)系的圖。
[0040] 圖3是關(guān)于本發(fā)明的滾社加工法，說明使用凸漉與成形用環(huán)狀槽之間的間隙為被 加工管體的板厚W上的加工單元來形成卡定突條的方法的圖。
[0041] 圖4是關(guān)于本發(fā)明的滾社加工法，說明使用凸漉與成形用環(huán)狀槽之間的間隙為被 加工管體的板厚W上的加工單元來在已形成的凸部形成縱壁部的方法的圖。
[0042] 圖5是關(guān)于本發(fā)明的滾社加工法，說明使用具有凸漉和成形用環(huán)狀槽的環(huán)形件來 形成卡定突條的方法的圖。
[0043] 圖6是說明利用本發(fā)明的滾社加工法而形成的、具有相對于管體的外周面W規(guī)定 的角度立起的縱壁部的卡定突條的圖。
[0044] 圖7是說明使用了利用本發(fā)明的滾社加工法而形成的卡定突條的接頭部的拔出阻 止效果的圖。
[0045] 圖8是說明本發(fā)明的實施例中的硬度試驗的測定位置的圖。
[0046] 圖9是說明使用了一般的卡定突條的殼體型的管接頭構(gòu)造的圖。
[0047] 圖10是說明利用一般的滾社方法形成卡定突條的方法的圖。
[0048] 圖11是說明在管體的外周面形成有環(huán)狀槽的構(gòu)造的圖。
[0049] 圖12是說明在管體的外周面焊接有環(huán)狀的卡定部件的構(gòu)造的圖。
[0050] 圖13是說明使用了一般的卡定突條的接頭部的不良狀況的圖。
【具體實施方式】
[0051] 本發(fā)明的發(fā)明人在形成利用殼體將通過專利文獻1所記載的滾社方法在外周面形 成有卡定突條的管體的管端彼此固定的接頭部、并將其作為流體輸送管而使用時，對接頭 部處的脫管阻止性能的提高方法反復進行了專屯、研究。
[0052] 在該過程中得到了本發(fā)明。
[0053] W下，包括研究過程對其詳細內(nèi)容進行說明。
[0054] 接頭部的耐震性能（（財）國±開發(fā)技術(shù)中屯、"地下埋設管路耐震規(guī)則（案Γ (1977))的一部分要求接頭部的拔出阻止力、即管軸方向的拉伸強度F化N)>公稱直徑X3。 例如，公稱直徑80(外徑90mm，板厚3mm)的鋼管的情況下，要求240kNW上的管軸方向的拉伸 強度。
[0055] 因此，本發(fā)明中，假定通過將圖9所示的殼體與卡定突條的接觸狀態(tài)從線接觸變更 為面接觸，能夠提高脫管阻止性能。
[0056] 因此，首先，對圖6(a)所示的、具有相對于管體的外周面W90°的角度立起的垂直 的縱壁面的卡定突條的滾社加工方法進行了研究。
[0057] 在具備有縱壁面的截面形狀的卡定突條的管體的端部覆蓋并固定殼體，當在該接 頭部施加了管軸方向的拉伸載荷時，如圖7所示，殼體與卡定突條之間的抵接關(guān)系成為面接 觸狀態(tài)，不僅面壓變低而能夠抑制卡定突條的變形，并且拉伸載荷僅在管軸方向上作用。其 結(jié)果，認為發(fā)揮管體彼此的較高的緊固性而提高脫管阻止性能。
[0058] 基于運樣的考慮方法，對在管體的外周面具有縱壁面的截面形狀的卡定突條的形 成方法進行了研究。
[0059] 利用滾社法進行的卡定突條的形成如圖1所示，通過使位于被加工管體2的內(nèi)側(cè)的 凸漉10、和位于被加工管體2的外側(cè)的成形用環(huán)狀槽12-邊沿被加工管體2的圓周方向旋轉(zhuǎn) 一邊向相互接近的方向加壓而成。
[0060] 如圖2所示，將成形用環(huán)狀槽12的內(nèi)壁寬度設為Wu、將凸漉10的寬度設為Wi時，兩者 的間隙= (Wu-Wi)/2,在其比被加工管體2的初始板厚小的情況下，被加工管體2在漉間被擠 壓而變形。因此，在該變形部位，形成相對于管體的外周面3^90°的角度立起的垂直的縱壁 部6。為了形成該縱壁部6,凸出高度9需要為Ri和Ru的合計值W上，其中，Ri被凸漉10的前端 面16與縱壁面16的交叉部賦予，Ru被凹漉11的成形用環(huán)狀槽12的前端面17與內(nèi)側(cè)縱壁面18 的交叉部賦予。
[0061 ]若如上述那樣實施加工，則在變形部位處賦予較大的加工程度，產(chǎn)生加工固化，從 而加工后的卡定突條具有較高的硬度，進而具有抑制相對于拉伸載荷的變形的特性。但是， 若該凸出高度變得過大，則板厚減少的比例變得過大，板厚變薄，從而有針對拉伸載荷的變 形阻力降低的趨勢。
[0062] 接下來，對W上述間隙為板厚W上制造的情況進行了研究。該情況下，形成相對于 被加工管體的管軸方向傾斜立起的縱壁部。為了使該縱壁部為角度90°的垂直形狀，在管軸 方向上賦予按壓力同時形成卡定突條的方法是有效的。例如，在如圖3所示進行滾社加工形 成凸部（突出部)4'后，如圖4所示，使成形用環(huán)狀槽12在管軸方向上移動，而將上述凸部4' 推壓于凸漉10,由此成形為縱壁部6的上述角度19變大，從而能夠形成垂直的縱壁部。
[0063] 利用朝上述凸漉的推壓進行的加工在成形部位處賦予較大的加工程度，產(chǎn)生加工 固化，從而加工后的卡定突條具有較高的硬度，進而具有針對拉伸載荷的管的拔出阻止性 優(yōu)異的特性。
[0064] 而且，運樣的特性不限定于縱壁部垂直地形成的卡定突條的情況。即使在具有W 不足90°的角度形成的縱壁部的情況下，也同樣地具有較高的硬度，從而具有針對拉伸載荷 的管的拔出阻止性優(yōu)異的特性。具體而言，具有上的角度形成的縱壁部的卡定突條 良好。
[0065] 并且，即使是具有W不足90°的角度延伸的縱壁部的卡定突條，若對具備該卡定突 條的接頭部附加拉伸載荷，則該卡定突條在與殼體接觸的位置處變形，成為與殼體內(nèi)壁面 接觸的狀態(tài)，從而面壓降低，而也能得到良好的拔出阻止性。
[0066] 上述凸部的凸出高度9至少需要為上述Ri和上述Ru的合計值W上。但是，若上述凸 出高度變得過大，則板厚減少的比例變大，板厚變薄，從而有針對拉伸載荷的變形阻力降低 的趨勢。
[0067] 作為材料的管體優(yōu)選使用鋼管。若假定作為送水管而利用，則優(yōu)選耐久性優(yōu)異的 鋼管。作為耐久性優(yōu)異的鋼管，優(yōu)選耐腐蝕性優(yōu)異的鍛金鋼管。在鍛金鋼管中，也優(yōu)選實施 了耐腐蝕性良好的化-Al-Mg系合金鍛金的鋼管。另外，若期望耐腐蝕性的提高，則例如優(yōu)選 使用由SUS304系等不誘鋼構(gòu)成的鋼管。
[0068] 若使用運樣的鋼管且板厚為3mm左右，則能夠得到充分地實現(xiàn)了上述的接頭部的 耐震性能的接頭部。
[0069] 并且，本發(fā)明能夠適用于液體、氣體等流體的輸送所使用的流體輸送管。是管端彼 此通過殼體而固定連接的管的接頭部即可，例如優(yōu)選適用于水的輸送管的接頭部。
[0070] W下，示出實施例而更加詳細對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不由運些實施例進 行限制。
[0071 ]實施例 [007^ (制造例1)
[0073] 作為管體材料，使用公稱直徑80(外徑90mm、板厚3mm)的洲S304鋼管，并在外周面 形成有卡定突條。
[0074] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉之間的間隙比管體的板厚(3mm)小的條件進行加工 的情況下，作為圖2所示那樣的凸漉10,使用了具有外徑80mm、W巧.Omm、R 口.5mm的尺寸的滾 社漉，并且作為凹漉11，使用了具有外徑117mm、槽深17mm、Wu9.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滾社 漉。兩者的間隙為2.0mm，比板厚小，在該條件下，形成了凸出高度9約為3.5~12.0mm的卡定 突條。
[0075] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉的成形用環(huán)狀槽之間的間隙為管體的板厚W上的 條件進行加工的情況下，作為圖3所示那樣的凸漉10,使用了具有外徑80mm、Wi5.0mm、 Ri2.5mm的尺寸的滾社漉，并且作為凹漉11，使用了具有外徑117111111、槽深17111111、胖1113.〇111111、 Ru2.5mm的尺寸的滾社漉。另外，一邊在管體的管軸方向上賦予按壓力一邊進行了滾社加 工。兩者的間隙為比板厚大的4.0mm。
[0076] 該條件下，形成了凸出高度為比被凸漉的前端賦予的Ri、和被凹漉的成形用環(huán)狀 槽的前端面與內(nèi)偵m壁面的交叉部賦予的Ru的合計值(5.0mm)小的約4.0mm的卡定突條，W 及凸出高度為合計值W上的約6.0mm、約12.0mm、約15.0mm的卡定突條。
[0077] (制造例2)
[007引作為管體材料，使用公稱直徑150(外徑165mm、板厚3.5mm)的洲S304鋼管，并在外 周面形成有卡定突條。
[0079] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉之間的間隙比管體的板厚(3.5mm)小的條件進行加 工的情況下，作為凸漉，使用了具有外徑11〇111111、胖巧.〇111111、1?13.〇111111的尺寸的滾社漉，并且作為 凹漉，使用了具有外徑117mm、槽深17mm、Wul 0.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滾社漉。兩者的間隙為 2.0mm。該條件下，形成了凸出高度約為4.0~18.0mm的卡定突條。
[0080] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉之間的間隙為管體的板厚W上的條件進行加工的 情況下，作為凸漉，使用了具有外徑110mm、Wi6.0mm、Ri3.0mm的尺寸的滾社漉，并且作為凹 漉，使用了具有外徑117111111、槽深17111111、巧1118.〇1111]1、郵2.51111]1的尺寸的滾社漉。另外，一邊在管體 的管軸方向上賦予按壓力一邊進行了滾社加工。兩者的間隙為比板厚大的6.0mm。
[0081] 該條件下，形成了凸出高度為比凸漉的Ri和凹漉的成形用環(huán)狀槽的Ru的合計值 (5.5mm)小的約4.0mm的卡定突條，W及凸出高度為合計值W上的約8.0mm的卡定突條。
[00?。ㄖ圃炖?)
[0083] 作為管體材料，使用公稱直徑250(外徑267mm、板厚4.0mm)的洲S304鋼管，并在外 周面形成有卡定突條。
[0084] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉之間的間隙比管體的板厚(4.0mm)小的條件進行加 工的情況下，使用了與制造例2相同的凸漉和凹漉。兩者的間隙為2.0mm。該條件下，形成了 凸出高度約為4.0~20.0mm的卡定突條。
[0085] 在W內(nèi)側(cè)的凸漉與外側(cè)的凹漉之間的間隙為管體的板厚W上的條件進行加工的 情況下，作為凸漉，使用了具有外徑110mm、Wi6.0mm、Ri3.0mm的尺寸的滾社漉，并且作為凹 漉，使用了具有外徑117mm、槽深17mm、Wu20.0mm、Ru2.5mm的尺寸的滾社漉。另外，一邊在管體 的管軸方向上賦予按壓力一邊進行了滾社加工。兩者的間隙為比板厚大的7.0mm。
[0086] 該條件下，形成了具有比凸漉的Ri和凹漉的成形用環(huán)狀槽的Ru的合計值(5.5mm)大 的約9.0mm的凸出高度的卡定突條。
[0087] <評價1>截面觀察
[0088] 在被加工管體的長邊方向上將所形成的不誘鋼鋼管的滾社加工部切斷并觀察了 其截面。而且，測定了卡定突條的基部的最小板厚和縱壁部的長度。將切斷后的截面埋入樹 月旨，并對表面進行研磨，之后利用測長顯微鏡進行了測定。并且，對卡定突條的縱壁部從管 體的外周面立起的角度進行了測定。利用激光位移儀測定了截面形狀，并對從上述外周面 延伸的基準線與從凸部的外表面延伸的直線交叉的交點處的角度進行了計算。
[0089] 在W凸漉與成形用環(huán)狀槽之間的間隙比板厚小的條件進行了滾社加工的情況下， 在制造例1~3中得到的卡定突條的截面形狀是如圖6(a)所示那樣包括從管體的外周面延 伸的彎曲狀的基部、相對于管軸方向的外周面W90°垂直地延伸的縱壁部、與之連續(xù)地形成 的彎曲部、W及頂部的形態(tài)。并且，對于卡定突條的各部位的板厚而言，例如制造例1的凸出 高度約為7.0mm的試驗例4在基部處約減少為1.8mm?；康陌搴駵p少率達到了約40%。
[0090] 運樣，通過使用相比管體的板厚而間隙變小的組合的滾社漉，與卡定突條向外徑 方向突出的同時，側(cè)壁部伴隨減薄拉伸而板厚減少，從而得到了具有垂直地延伸的縱壁部 的卡定突條。
[0091] 在W凸漉與成形用環(huán)狀槽之間的間隙為板厚W上的條件進行了滾社加工的情況 下，在制造例1~3中得到的卡定突條的截面形狀根據(jù)凸出高度的程度而包括圖6(a)所示那 樣的相對于管軸方向W90°垂直地延伸的縱壁部的形狀?；蛘?，包括圖6(b)所示那樣的W 65° W上的角度傾斜延伸的縱壁部。
[0092] <評價2>管軸方向的拉伸試驗
[0093] 使用在制造例1~3中得到的試驗體，進行管軸方向的拉伸試驗，并對接頭部的拔 出阻止力進行了測定。利用殼體將進行了滾社加工后的卡定突條固定，并利用萬能試驗機 進行了最大載荷的測定。該測定結(jié)果在表1(制造例1)、表2(制造例2)、表3(制造例3)中示 出。
[0094] 如上所述，接頭部中，作為管軸方向的拉伸強度F，要求F(kN)>公稱直徑X3。例 如，由于公稱直徑80的管體中的接頭部的耐震性能的基準載荷為240kNW上，所W最大載荷 需要在此W上。在通過測定得到的最大載荷為基準載荷W上的情況下判定為合格（〇)，并 在不足基準載荷的情況下判定為不合格（X )。
[009引 <評價2-1>(內(nèi)側(cè)凸漉與外偵曬漉之間的間隙比被加工管體的板厚小的情況）
[0096] 對于使用了 W約2.0mm加工凸漉與凹漉的成形用環(huán)狀槽之間的間隙的試驗體的試 驗例而言，制造例1為試驗例1~6，制造例2為試驗例15~19，制造例3為試驗例23~27。
[0097] 制造例1中，如表1所示，試驗例2~5示出了基準載荷W上的最大載荷。例如，凸出 高度為6.0mm的試驗例3的最大載荷是275kN。與此相對，試驗例1的凸出高度為3.5m，比Ri和 Ru的合計值(5.0mm)小，從而最大載荷較低。試驗例6的凸出高度過大，基部的板厚W50 %的 程度較大地減少，從而最大載荷降低。
[0098] 制造例2中，如表2所示，試驗例16~18示出了基準載荷W上的最大載荷。例如，與 此相對，試驗例15的凸出高度約為4.0mm，比Ri和Ru的合計值(5.5mm)小，從而最大載荷較低。 試驗例19的凸出高度過大，基部的板厚W54%的程度較大地減少，從而最大載荷降低。
[0099] 制造例3中，如表3所示，試驗例24~26為基準載荷W上。與此相對，試驗例23的凸 出高度為4.0mm，比Ri和Ru的合計值(5.5mm)小，從而最大載荷較低。試驗例27的凸出高度過 大，基部的板厚W55 %的程度較大地減少，從而最大載荷降低。
[0100] <評價2-2>(內(nèi)側(cè)凸漉與外側(cè)凹漉的間隙為被加工管體的板厚W上的情況）
[0101 ] 如表1所示，制造例1中，W約4.0mm加工了上述間隙的例子為試驗例7~14。其中， 試驗例7的凸出高度比Ri和Ru的合計值(5.0mm)小，從而最大載荷為230kN，不足基準載荷。在 凸出高度為上述合計值W上的試驗例中，縱壁部相對于管軸方向的角度為70°、90°的試驗 例9、10、12、13示出了基準載荷W上的最大載荷。例如，試驗例13 (凸出高度約12.0mm、角度 90°)為255kN。與此相對，試驗例8、11的該角度為60°，從而最大載荷不足基準載荷。并且，試 驗例14的凸出高度過大，基部的板厚W50 %的程度較大地減少，從而最大載荷降低。
[0102] 如表2所示，制造例2中，W約6.0mm加工了上述間隙的例子為試驗例20~22。每一 個例子中，凸出高度均是比Ri和Ru的合計值(5.5mm)大的8.0mm，但縱壁部相對于管軸方向的 角度為70°、90°的試驗例21、22示出了基準載荷W上的最大載荷。試驗例20的該角度為60°， 從而最大載荷不足基準載荷。
[0103] 如表3所示，制造例3中，W約7.0mm加工了上述間隙的例子為試驗例28~30。每一 個例子中，凸出高度均是比Ri和Ru的合計值(5.5mm)大的9.0mm，但縱壁部相對于管軸方向的 角度為70°、90°的試驗例29、30示出了基準載荷W上的最大載荷。試驗例28的該角度為60°， 從而最大載荷不足基準載荷。
[0104] <評價3>(硬度試驗）
[0105] 使用形成有卡定突條的試驗體，對基部、縱壁部、頂部的各部位的硬度進行了測 定。將切斷后的試驗體埋入樹脂，并對切斷后的截面進行研磨，之后通過顯微維氏硬度試驗 對硬度進行了測定。管體材料的硬度為152HV。其測定結(jié)果在表1~3中示出。如圖8所示，位 置A、位置E是在基部處測定出的結(jié)果，位置B、位置D是在縱壁部處測定出的結(jié)果，位置C是在 頂部處測定出的結(jié)果。
[0106] 制造例1~3中，如表1~3所示，最大載荷為基準載荷W上的試驗例均示出了300HV W上的較高的硬度。是管體材料的硬度的約2倍W上。與此相對，最大載荷比基準載荷低的 試驗例的硬度約為230HVW下而較低。通過本發(fā)明的方法而得到的試驗例中，在形成凸部 時，利用減薄拉伸賦予較大的加工程度，而加工固化，從而硬度增大。其結(jié)果，認為抑制卡定 突條因拉伸載荷而產(chǎn)生的變形，而提高了試驗體的最大載荷。
[0107] 根據(jù)運些結(jié)果，通過本發(fā)明的滾社加工法而制成的接頭部的最大載荷變高，抑制 卡定突條的變形，從而確認到具有良好的管的拔出阻止性。由于拉伸載荷大部分在管軸方 向上作用，所W確認到能夠發(fā)揮管體彼此的較高的緊固性。尤其，具有相對于管軸方向W 90°延伸的垂直的縱壁部的卡定突條W面接觸狀態(tài)與殼體抵接，從而面壓較低，而能夠抑制 卡定突條的變形。
[010引 表1
[0109]
[0110] 表2
[0111]
[0112]表3
[0113]
[0114] 符號的說明
[0115] 1-接頭部，2-被加工管體，3-外周面，4-卡定突條，4'一凸部，5-基部，6-縱 壁部，7-彎曲部，8-頂部，9-凸出高度，10-凸漉，11-凹漉，12-成形用環(huán)狀槽，13-環(huán) 形件，14-殼體，15-前端面（凸漉），16-縱壁面（凸漉），17-前端面(成形用環(huán)狀槽），18- 內(nèi)側(cè)縱壁面(成形用環(huán)狀槽），19a-角度，19b-基準線，19c-直線，20-管接頭，21-卡定 突條，22-管體，23-殼體，24-內(nèi)周側(cè)開口緣，25-內(nèi)側(cè)滾社漉，26-成形突條，27-外側(cè) 滾社漉，28-成形用環(huán)狀槽，29-環(huán)狀槽，30-卡定部件，31-焊接部。
【主權(quán)項】
1. 一種流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，是相對于被加工管體的外周面形成具有 縱壁部的卡定突條的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在于， 上述卡定突條包括從上述外周面延伸的彎曲狀的基部、從上述基部延伸的上述縱壁 部、從上述縱壁部延伸的彎曲部、以及從上述彎曲部延伸的頂部， 利用位于上述管體的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的加工單元來形成上述卡定突條， 將上述縱壁部形成為相對于管軸方向的上述外周面以65°以上90°以下的角度立起， 上述卡定突條的從上述外周面至上述頂部的突端為止的高度形成為與上述管體抵接 的位于內(nèi)側(cè)以及外側(cè)的上述加工單元的面的曲率半徑的合計值以上。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在于， 上述加工單元包括位于上述管體的內(nèi)側(cè)的凸輥、和位于上述管體的外側(cè)的成形用環(huán)狀 槽。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在于， 上述加工單元的上述凸輥與上述成形用環(huán)狀槽的間隙比上述管體的板厚小， 利用該加工單元來加工上述管體，而形成上述縱壁部相對于上述外周面垂直地延伸的 上述卡定突條。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在于， 上述加工單元的上述凸輥與上述成形用環(huán)狀槽的間隙為上述管體的板厚以上， 利用該加工單元來加工上述管體而在上述外周面形成凸部，之后，使上述成形用環(huán)狀 槽在上述管體的管軸方向上移動，來將上述凸部推壓于上述凸輥，從而形成上述卡定突條。5. 根據(jù)權(quán)利要求2~4任一項中所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在 于， 上述凸輥使用在其前端面與縱壁面的交叉部賦予曲率半徑辦的彎曲的凸輥。6. 根據(jù)權(quán)利要求2~5任一項中所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在 于， 上述成形用環(huán)狀槽使用在其前端面與內(nèi)側(cè)縱壁面的交叉部賦予曲率半徑Ru的彎曲的成 形用環(huán)狀槽。7. 根據(jù)權(quán)利要求2~6任一項中所述的流體輸送管的接頭部的滾乳加工方法，其特征在 于， 一邊在管軸方向上對上述管體賦予按壓力一邊形成上述卡定突條。8. -種流體輸送管，是具備在管體的外周面形成有卡定突條的接頭部的流體輸送管， 其特征在于， 上述卡定突條通過上述管體的塑性變形而形成，包括從上述外周面延伸的彎曲狀的基 部、從上述基部延伸的縱壁部、從上述縱壁部延伸的彎曲部、以及從上述彎曲部延伸的頂 部， 上述縱壁部相對于上述外周面以65°以上90°以下的角度立起，并具有管體材料的硬度 的1.2倍以上的硬度。
【文檔編號】B21D41/02GK105980081SQ201480062311
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2014年11月17日
【發(fā)明人】西島進之助, 西尾克秀, 安藤彰啟, 富村宏紀
【申請人】日新制鋼株式會社